在現今的包裝市場上有許多不同的選擇,由合成聚合物製成到天然聚合物,以及生物基塑膠。這些物料可能具有不同特性,例如可堆肥性和在不同環境中的可降解性。面對如此多樣及不同的選擇,您知道如何區分並為您的品牌選擇合適的環保包裝嗎?因此,研究這些物料的技術性,以及差異是尤其重要。
儘管塑膠是當今廣泛討論的話題,但每個人對此都有不同的理解。在我們開始之前,就讓我們先了解甚麼是塑膠作為整體的含義,探討其正確的科學定義。
甚麼是塑膠?
「塑膠」一詞是指使用各種合成、半合成或天然材料聚合物作為主要成分。而我們可以利用聚合物的可塑性,使塑膠能夠被注塑、擠出或轉化成各種形狀的柔軟或堅硬物品。
甚麼是聚合物?
那甚麼是聚合物呢?我們在哪裡能找到它們?聚合物是由許多單體的重複單元組成的大分子。
天然聚合物是來自於自然界的可再生資源,例如纖維素和蛋白質,而澱粉、絲綢和天然橡膠就是例子之一。
合成聚合物,例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC),是通過使用石油化學製品或其他原料的化學過程所人工製造的。
簡單而言,塑膠可以是合成的,亦即是人工製造的,同時也可以源自於天然資源。所以需要注意,不同的塑膠用於不同用途,並非所有塑膠都是平等及一樣,它們在組成、特性和環境影響方面存在差異。
甚麼是可生物降解?
「物料能夠透過環境中的微生物(如真菌或細菌)作用下,完全轉化為二氧化碳、水和生物質」
我們經常在各處閱讀到有關生物降解塑膠、袋子或包裝的資訊,為了理解其含義,我們需要先了解什麼是生物降解。
它指的是「物料能夠透過環境中的微生物(如真菌或細菌)作用下,完全轉化為二氧化碳、水和生物質」。
而目前市面上已有不同降解類型的生物降解塑膠。例如,某些塑膠被設計成為以下用途:
- 在添加劑的幫助下進行氧化降解,而其他塑膠則可以
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- 在暴露於濕氣下進行水解降解
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- 在微生物產生的特定酶的作用下進行酶解降解
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- 在陽光或紫外輻射下發生光降解
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- 在高溫應用下發生熱降解
並非所有生產中的可生物降解塑膠都被禁止使用,但為了確保環境安全性、以及廢物管理系統的相容性,可能會對於某些塑膠類型進行規管及限制。
甚麼是氧化式可(生物)降解塑膠?為何被禁止使用?
氧化式可(生物)降解塑膠(Oxo-biodegradable plastic, OBP)是一款常見及流行的可生物降解塑膠之一。大部份人可能會感到驚訝的是,氧化式可(生物)降解塑膠(OBP)是透過增強的添加劑加入常規傳統塑膠如聚乙烯(PE)裡, 使其暴露於氧氣、熱和紫外光下隨時間逐步氧化。(氧化生物降解和光降解)
而加入此類添加劑於聚乙烯(PE)等傳統塑膠裡,這會導致塑膠分裂成更小的碎片,而並未完全降解。添加劑產生的碎片被發現會對環境產生負面影響及污染,而這過程會殘留微塑膠,並有機會進入土壤和水道。
因此,歐洲、馬來西亞、泰國、紐西蘭、澳洲、香港等地都已禁止使用氧化式可(生物)降解塑膠,因為這些問題以及碎片化過程不被視為真正的生物降解,而氧化式可(生物)降解塑膠亦不符合堆肥或在自然環境中分解的標準。
氧化式可(生物)降解塑膠不適合回收?
這些聲稱「可生物降解」的氧化式可(生物)降解塑膠,現實上是需要達到以下國際標準才能稱為可生物降解:
- ASTM D5988 (測定土壤中塑膠材料有氧生物降解)
- ASTM D6954-04 (結合氧化和生物降解檢測環境可降解塑膠)
事實上,在含氧的環境中,氧化式可(生物)降解塑膠(OBP)最終都會降解和碎裂,但塑膠本身仍然存在,並殘留細小碎片即微塑膠,而這些微塑膠很容易進入自然環境、海洋和水道。
雖然從技術層面上,氧化式可(生物)降解塑膠(OBP)可以被回收,但會對所生產的塑膠再生料或膠粒的品質及經濟價值產生負面影響。有不少回收商和塑膠加工廠都反映說,以目前的分類技術無法將氧化式可(生物)降解塑膠(OBP)從常規傳統塑膠中分辨出來。對於回收商來說,很難估計穩定劑的添加比例,以及材料中引起的降解程度。因此氧化式可(生物)降解塑膠(OBP)並不是首選,因為在每次重複回收循環中保持回收產品的品質是非常困難。
因此,氧化式可(生物)降解塑膠(OBP)也不適合用於堆肥的材料中。許多氧化式降解添加劑生產商和氧化式生物降解塑膠協會也明確指出了這種不相容性。
甚麼是生物基塑膠? 有甚麼例子?
生物基塑膠給予人們希望,因為它們能作為傳統塑膠的環保替代方案及選擇。生物基塑膠來自於可再生資源、或可再生資源與合成石油化工材料的混合物,可以是可生物降解或可堆肥, 使其能夠在幾個月內完全分解而不會對環境造成負面影響,但其可生物降解性則取決於它們的化學成分和結構。
隨著進一步的研發,相信生物基塑膠有望以更具競爭力的成本與傳統塑膠的性能相媲美。同時,亦有潛力設計出具有更好降解性的新型生物基塑膠。以下是一些目前可作為傳統塑膠替代品的常見生物基塑膠材料:
PBAT + PLA:
PBAT (聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯 Polybutylene adipate-co-terephthalate) 和 PLA (聚乳酸 Polylactic acid)的混合物。這是一種由石油基塑膠材料和由玉米或甘蔗發酵和聚合而成的生物基塑膠混合而成。它通常是可堆肥,常用作於柔性包裝、袋子等。
PBAT + PBS:
PBAT (聚己二酸對苯二甲酸丁二醇酯 Polybutylene adipate-co-terephthalate) 和 PBS (聚丁二酸丁二醇酯 Polybutylene succinate)的混合物。這是一種由石油基塑膠材料和由玉米或甘蔗發酵和聚合而成的生物基塑膠混合而成。它通常是可堆肥,常用作於柔性包裝、袋子等。
PHA:
PHA (聚羥基烷酸酯 Polyhydroxyalkanoates) 主要是在糖、植物油利用微生物發酵而成的生物基材料,堅韌、可堆肥,可應用於紙品塗層、柔性包裝。
PVOH/PVA:
PVOH/PVA (聚乙烯醇 Polyvinyl alcohol) 是一種可生物降解的天然氣基合成高分子聚合物,也可由甘蔗發酵而成的生物基塑膠。它可溶解、可堆肥,常用作於柔性包裝、洗衣/片劑膜等。
以上這些物料提供了不同程度的生物降解性、強度和生物基含量,作為傳統塑膠的環保替代方案,以滿足不同需求。
「可生物降解」不等於「可堆肥」?
「可堆肥即可生物降解,但是可生物降解不一定代表可埋肥」
可生物降解和可堆肥是用來描述環保產品的常見術語。基本上,兩者都常用來描述有機物料在指定的環境、時間內會自然分解,但更重要的是「可堆肥」一詞是要在特定條件下可被生物降解。
這一點常使人混淆,它們間最主要的分別是可堆肥塑膠只在特定的堆肥條件下可生物降解,而可生物降解是用來描述塑膠可在土壤(堆填區或厭氧消化器)中降解。所以「可堆肥即可生物降解,但是可生物降解不一定代表可埋肥」 。那麼,我們應該查看哪些標準或測試,才能正確評估這些物料?
有哪些可生物降解性的標準測試?
為了闡述現今在行業中使用的各種測試方法,我們使用 #INVISIBLEBAG 達到的標準及要求為例,接下來讓我們進一步探討以下各項標準:
ASTM D6400
ASTM D6400 涵蓋塑膠及由塑膠製成的產品,而這些產品一般按照城市內的有氧堆肥工業設施要求所設計,去確定測試產品與現成可堆肥材料相比的堆肥速度。
該項測試等同於 ISO 17088,詳情可查閱ASTM 的官方網站/a>。
EN 13432
EN 13432 陳列出包裝產品要被工業堆肥方法處理必須達到的最低要求,或許因此這項測試亦因而在環境產品界中大受歡迎。
該測試指出該項測試物料或產品必須滿足以下要求:
分解此項要求著眼於產品在最終堆肥中留下的可見結構。在實驗室條件底下,經過 3 個月般測試材料的剩餘殘餘物需要低於原始質量的 10%。
生物降解性:此項要求測試物料在微生物作用下轉化為二氧化碳的能力,其生物降解率必須在 6 個月內達到 90% 以上。
無毒:此項要求必須公開物料的所有成分。除重金屬的數量不能超過規定的數量外,剩餘的堆肥不能包含任何毒素或對植物生長產生負面影響。
詳情可查閱 European Bioplastic Organization 的官方網站。
ASTM 5511
ASTM 5511測試涵蓋了將塑膠產品在高壓厭氧消化過程 (如城市固體廢物) 的生物降解性,它的測試環境條件或跟具活性生物的堆填區中的環境條件類似。
OECD 208
OECD 208 也被稱為幼苗生長試驗,它將幼苗放到產品在 90 天後降解的剩餘土壤中測試生長的影響,屬 ASTM 5511 的延伸。要成功通過這項測試,幼苗的出苗率需要超過 70%,並且沒有顯示出植物毒性效應。
跟著以下步驟做出更好選擇
總括而言,聲稱可生物降解的包裝必須符合特定的檢測及認證。如果您也想選擇真正可持續、環保的產品,您可以跟著以下步驟:
首先,在做決定之前進行深入研究。第二,請求供應商提供材料的成分。第三,與夠提供認證、具透明度及有道德的公司合作。最後,時常提出問題並尋求了解更多。無論您是品牌還是消費者,我們都能做出更明智和更好的選擇!
想要了解更多關於另一種生物基塑膠PLA和可堆肥包裝的資訊,請不要錯過我們的另一篇文章「可堆肥包裝」能有效解決你所在地區的環境問題嗎?
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Sources:
Biodegradable. Biodegradable Plastic: Types, Properties & Material Table (Omnexus, 2021)
Government to explore ban on oxo-degradable plastics. (edie.net, 2021)